[发明专利]空域和频域相结合的矢量空间数据多重盲水印方法

权利要求书

1.空域和频域相结合的矢量空间数据多重盲水印方法，其特征包括以下步骤：

首先应用空域算法加入水印1，然后在含水印数据中应用DFT域算法加入水印2，具体包括：（1）空域水印嵌入算法

以矢量图形对象为单位嵌入水印1，具体嵌入算法流程如下：读取矢量地理空间数据，提取坐标点的X，Y值，提取空间数据坐标值中高位有效位部分，记为i_x，i_y；

计算Hash(i_x)和Hash(i_y)的值i，Hash()函数为坐标点与水印比特之间的哈希映射函数；

提取该坐标点将嵌入的水印位w(i)(1≤i≤M)，w为置乱后的水印，M为水印的长度；

通过QIM方法，在坐标点中嵌入水印，取量化值R=100，以X坐标为例：此时分两种情况进行讨论：

(a)如果W(i)=0并且MOD(x,R)>R/2，则x=x-R/2；

(b)如果W(i)=1并且MOD(x,R)<=R/2，则x=x+R/2；

依次对该对象所有坐标点x、y嵌入水印，其中MOD为模运算；

（2）DFT域水印嵌入算法

在空域水印嵌入完成后，以含水印1的空间数据为载体，同样以矢量图形对象为单位，再次嵌入水印2；

具体嵌入算法流程如下：读取空间数据坐标点，根据式(1)产生复数序列{a_k}；

a_k=x_k+iy_k(k=1,…,N)(1)

其中x_k,y_k为顶点坐标值，N为图形对象顶点数目；对序列{a_k}进行DFT变换，变换后的DFT系数{a_l}；

该序列包括幅度系数{|A_l|}和相位系数{∠A_l}；应用QIM量化方法，水印嵌入到幅度系数{|A_l|}和相位系数{∠A_l}；分两种情况进行讨论：

(c)如果W(i)=0并且MOD(A_l,R)>R/2，则A_l = A_l -R/2；

(d)如果W(i)=1并且MOD(A_l,R)<=R/2，则A_l = A_l +R/2；

其中R为量化值；在量化嵌入过程中，分别对{|A_l|}和{∠A_l}系数放大10ⁿ倍；对嵌入水印后的{ a_l^’}进行离散傅里叶逆变换，得到嵌入水印后的复数序列{a_k^’}；根据序列{a_k^’}修改相应顶点坐标，得到嵌入水印后的矢量数据，输出保存含水印矢量空间数据；

水印提取是水印嵌入的逆过程；由于采用不同的算法嵌入了不同的水印，因此两个水印应分别提取；

（3）空域水印提取过程如下：

读取待测数据，提取坐标点的X，Y值，提取空间数据坐标值中高位有效位部分记为i_x，i_y；通过Hash()函数，计算出i，i是水印比特在整个水印中的位置；

通过QIM量化方法提取水印位W(i)的值，R取嵌入水印时的量化值；对提取到的一维水印序列，进行升维处理并反置乱，得到最终水印图像；

（4）DFT域水印提取过程如下：

读取待测数据，读取空间数据坐标点，根据式(1)产生复数序列{a_k^’}；对序列{a_k^’}进行DFT变换，得到离散傅里叶系数{ a_l^’}；对{ a_l^’}幅度系数和相位系数分别放大10ⁿ倍，采用嵌入水印时的量化值R，计算出系数所在的量化区间，各自提取出幅度系数水印和相位系数水印；对提取到的两个一维水印序列，变换为二维图像并反置乱，得到最终水印图像；

在两个水印算法中，每一个水印都被多次嵌入，因此采用投票原则来确定水印信息；计算方法是：定义一个与水印序列等长的整数序列{B(i)=0,i=1,…,M}，M为水印长度；单个水印位b(i)={1,-1}，相同水印位提取过程中，使用公式B(i)=B(i)+b(i) 来统计出水印信息值-1和1的多数，如“1”为多数，则B(i)>0；“-1”为多数，则B(i)<0，根据B(i)重构出二值水印图像。